Thermal maturation and exhumation of a middle orogenic crust in the Livradois area (French Massif Central)

• Autores: Véronique Gardien, Olivier Vanderhaeghe, Nicolas Arnaud, Alain Cocherie, Marion Grange, Christophe Lécuyer
• Localización: Bulletin de la Société Géologique de France, ISSN 0037-9409, Vol. 182, Nº. 1, 2011, págs. 5-24
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Maturation thermique et exhumation de la croûte moyenne dans le Livradois (Massif central français)
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• Resumen
  • English

    Upper Carboniferous heating and melting of the middle orogenic crust associated with the emplacement of syntectonic granitoids are documented in the Upper Gneissic Unit of the Livradois area (central part of the French Massif Central). Crustal melting post-dates peak metamorphism conditions (800-625°C, 10-8 kb) dated at 360 ± 4 Ma (U-Th-Pb on monazite). The P-T evolution of the metamorphic series indicates that Barrovian metamorphism was followed by a decompression (from 10 ± 1 kbar to 6 ± 1 kbar) associated with either a decrease in temperature in the southern part of the series or with an increase in temperature (of about 150°C) in the northern part of the series. This evolution records the first step of the exhumation of the series coeval with granitoids intrusion, of which the emplacements were dated at 315 ± 4 and 311 ± 18 Ma (U-Pb on zircon). The final stage of the exhumation is associated with an isobaric cooling of the whole series. Similarity of 40Ar/39Ar ages for biotite in the paragneisses (307-300 Ma) and K-feldspar in the granitoids (306-300 Ma) document rapid cooling for this stage. Moreover dextral reverse mylonites, at the border and the northern part of the metamorphic series indicate north-south compression coeval with the unroofing of the series. Youngest 40Ar-39Ar ages on K-feldspar (274.6 ± 5 Ma) combined with normal shearing in mylonites limiting the Carboniferous Brassac-les-Mines basin document the late Carboniferous-early Permian stage of extension coeval with the upwelling of the Velay granitic dome.

  • français

    Dans le Livradois (centre du Massif central français) la croûte intermédiaire à profonde de l'Unité supérieure des gneiss a subi un événement de fusion partielle au Néo-Varisque. Le stade de fusion partielle est largement postérieur au pic du métamorphisme (800-625°C, 10-8 Kb) daté à 360 ± 4 Ma (U-Th-Pb sur monazite). Les conditions P-T calcu-lées indiquent que le stade barrovien est suivi d'une décompression de 10 ± 1 Kb à 6 ± 1 Kb associée à une diminution de température au sud ou à une augmentation de température (de 150°C environ) au nord de la série qui est contempo-raine de la mise en place des granitoïdes datée à 315 ± 4 et 311 ± 18 Ma (U-Pb on zircon). Le stade final de l'exhumation des granites et de leur encaissant gneissique se fait par une décompression isotherme. Les âges 40Ar/39Ar obtenus à partir des biotites (307-300 Ma) des paragneiss encaissants et des K-feldspaths (306-300 Ma) des intrusions granitiques illustrent un refroidissement rapide de toute la série pour ce stade d'exhumation. Ces âges très proches et la présence de zones mylonitiques en failles inverses dans les diatexites au nord et sur les bordures de la série métamorphique indiquent que l'exhumation se fait non pas par l'extension classiquement décrite à ce stade de l'évolution de la chaîne Varisque, mais par un processus d'extrusion verticale associé à un raccourcissement. Des âges 40Ar-39Ar sur K-feldspaths plus récents (274.6 ± 5 Ma) associées au développement de failles normales délimitant le bassin carbonifère de Brassac-les-Mines illustrent le dernier événement Varisque extensif associé à la mise en place du Velay.